CN1299040C - 大直径水泥管道的柔性连接装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种大直径水泥管道的柔性连接装置，是通过不锈钢带形扣箍捆绑空腔管形密封环来实现柔性连接的，上述连接结构包括水泥管、空腔管形密封环、不锈钢带形扣箍、紧箍螺栓、螺栓承台及紧箍螺母。先将空腔管形密封环外套到相连的两根水泥管的端头，两根水泥管子端面要紧挨靠到空腔管形密封环中间空腔管的管壁上，再将二条或多条不锈钢带形扣箍分别捆绑在空腔管形密封环的两侧翼片上，用紧箍螺栓穿过螺栓承台拧进紧箍螺母中并拧紧拧牢。本发明的关键在于将刚性连接改变为柔性连接，使两根相连接的水泥管之间可以实现一定的位移、转角与相对的不均匀沉降。本发明结构设计简单，安装快捷，密封效果好，可反复拆卸安装仍保持密封质量，减少了管道运行中的维护与管理费用。减少管道泄漏所造成的经济损失，可实现管道安全无泄漏稳定运行。

Description

大直径水泥管道的柔性连接装置

技术领域

本发明涉及一种管道工程，特别是涉及大直径水泥管道的柔性连接装置。

背景技术

目前世界上直径在φ1000mm～φ5000mm的大直径水泥管都是采用予应力钢筋混凝土制作的，与同等规格的其他材料制作的管道相比较具有造价低、刚性好、耐磨及耐用性均较好的优点。但在管道连接上却没有较佳的连接方法，大多数大直径水泥管道运行一段时间后，都存在不同程度的渗漏。原因是目前大直径水泥管道连接主要是刚性连接，在管道安装的施工现场，先将两根对接的管子摆正对接同心，再将每根管子对接端头100mm～200mm范围的管皮外表面轻轻凿毛，抹上一层水泥砂浆缠铺上一层钢丝纲，再抹一层水泥砂浆再缠铺上一层钢丝纲，再抹一层水泥缠铺一层钢丝纲，再一层水泥砂浆，这样反复几层做法是为了保证接口处的连接强度与防止裂纹，有的是采用细石混凝土浇注在接口处。还有一种是套管承插连接，用一个粗一点的短管套在两根管的接头外边，再用水泥砂浆将接口处和套管接口处抹好。这些接头连接方法基本上都是刚性连接。由于直径大，当管道中充满流动的介质水的时候，管道的自重猛增，以直径φ2500mm管道为例，充满水的管道每米增加4.9吨线荷重。当直径为φ4000mm时，充满了水的管道每米增加12.5吨线荷重，再加上管内介质流动时所产生的冲击荷载与振动，常常就使置于不同基础土层上的管道产生不均匀沉降，只要相邻的管子之间产生5mm以上的沉降差移，管道的刚性接头都会出现裂纹或破坏。在目前现有的大直径地下管道中泄漏已是十分普遍的，尤其在全管线地段土质不均匀的情况下，刚性管道接口处泄漏的就更多些。但由于是在地下土中，一般的泄漏不被人注意和发现，据统计，在这样的大型管网中泄漏率几乎达到30％左右，常年如此会造成巨大资源浪费和经济损失，有人测算和统计，中国目前输水系统管网每年泄漏量远超过三峡水库的库容量，仅北京市每年漏失水达1亿立方米，按此推算，全国每年最少管道漏失70亿～80亿立方米水。目前中国南水北调工程其中有段是直径4米的大型予应力钢筋混凝土管道，这么大直径的管道，如果连接方法不得当，势必会产生很大泄漏。

为了解决上述大直径水泥管道的无泄漏连接问题，国内外专家与相关的厂商无不费尽心思谋求解决办法，但长久以来未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有一种适当的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。

鉴于上述现有大直径水泥管道连接所存在的实际问题，本发明人在总结多年从事管道专业工作的实践经验基础上，经长期反复创新研究，反复的设计与试制样品并对样品反复做各种性能试验与工程模拟试验，终于在多种设计方案中选择了一种具有实际应用价值的简单有效的连接构造与方法。这种连接方法只是在两根管道连接处设置一个能承受管道之间任意位移变形的空腔管形密封环的柔性连接件就能实现杜绝泄漏的良好效果。彻底解决了大直径水泥管道无泄漏连接问题，而且结构简单，费用低，安装方便快捷，可反复拆装均能保证安装质量完好。

发明内容

本发明的目的是提供一种大直径水泥管道的柔性连接装置，使大型水泥管道在施工安装中简单快捷，质量可靠，管道安装在土质比较复杂的基础中仍能保证长期无泄漏稳定连接，减少管道维修与管理费用。

本发明的目的及解决其主要技术问题是采用以下技术措施来实现的。

依据本发明提出的一种大直径水泥管道的柔性连接装置，是通过不锈钢带形扣箍捆绑空腔管形密封环来实现柔性连接的，上述连接结构包括水泥管、空腔管形密封环、不锈钢带形扣箍、紧箍螺栓、螺栓承台及紧箍螺母。先将空腔管形密封环外套到相连的两根水泥管的端头，两根水泥管子端面要紧挨靠到空腔管形密封环中间空腔管的管壁上，再将2条或多条不锈钢带形扣箍分别捆绑在空腔管形密封环的两侧翼片上，用紧箍螺栓穿过螺栓承台拧进紧箍螺母中并拧紧拧牢。

本发明的目的及解决其主要技术问题还可以采用以下技术措施进一步实现。

前述的大直径水泥管道的柔性连接装置，其中所述的水泥管是指直径大于φ1000mm的钢筋泥凝土管或予应力钢筋混凝土管。

前述的大直径水泥管道的柔性连接装置，其中所述的空腔管形密封环，是个圆形环，中间是个空腔管，管的断面是圆形或椭圆形，管壁的两侧各有一个翼片，翼片是圆环形管状，其内径与所要连接的水泥管外径相同或稍有负差，翼片内侧设有多条密封齿条，翼片外边沿凸起一个档台。空腔管形密封环是根据管道内介质的性质、工作压力及温度等条件而选用不同的强度与弹性好的天然橡胶或合成橡胶制成。

前述的大直径水泥管道的柔性连接装置，其中所述的不锈钢带形扣箍是带形的薄板，是可以自由弯绕的柔性板带，其宽度与厚度是根据所要捆绑的管道直径、管内介质工作压力不同而变化，不锈钢带形扣箍是由二条或多条组成，管径大的要用多几条不锈钢带形扣箍组合，每条不锈钢带形扣箍板带一端焊有一个螺栓承台，承台上设有穿透的螺栓孔，不锈钢带形扣箍板带的另一端焊有一个紧箍螺母，焊有螺栓承台的一端板带要留一段不少于100mm的接缝过渡衬板，安装时被压在紧箍螺栓对接处的板带下边。以保证全面压紧空腔管形密封环的翼片，实现密封。不锈钢带形扣箍通常是用不锈钢制作，当环境有特殊要求时，可选用其它强度可靠的材料制作。

前述的大直径水泥管道的柔性连接装置，其中所述的紧箍螺栓的根数、直径与螺距是根据管道的直径及管道内介质的工作压力计算确定的，紧箍螺栓是选用与扣箍相同的材质制成。

前述的大直径水泥管道的柔性连接装置，其中所述的连接结构与方法，也可以应用到玻璃钢管、铸铁管或其它刚性管道的连接上。

本发明与现有各种大直径水泥管的连接方法相比较，是将刚性连接改变为柔性连接，使两根相连接的水泥管之间可以实现一定的位移、转角与相对的不均匀沉降。因为，一条很长的大型管网在运行中无法避免会出现一定量的管子与管子之间的相对位移与沉降，本发明的结构设计简单，安装快捷，密封效果好，可反复拆卸安装仍保持密封质量，减少了管道运行中的维护与管理费用。减少管道泄漏所造成的经济损失，可实现管道安全无泄漏稳定运行。

综上所述，本发明的大直径水泥管道的柔性连接装置，具有上述诸多的优点和实用价值，并在同类产品中从未见有类似的结构设计公开发表或使用，且具有不论在结构与功能上皆有很大的改进，在技术上很大的进步，具有好用和实用的效果，而确实具有增进的功效，诚为一新颖、进步、实用的新发明。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容给予实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

本发明的具体实施方式由以下实施例及附图详细给出。

附图说明

图1是本发明用于大直径水泥管道的柔性连接装置的结构示意图。

1------水泥管                  2------空腔管形密封环

3------不锈钢带形扣箍          4------紧箍螺栓

5------螺栓承台                6------紧箍螺母

2.1----空腔管                  2.2----翼片

2.3----密封齿条                2.4----档台

具体实施方式

以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的大直径水泥管道的柔性连接装置的具体实施方式、结构、特征、及其功效、详细说明如后。

请参照图1所示，本发明的大直径水泥管道的柔性连接装置，其主要包括水泥管1、空腔管形密封环2、不锈钢带形扣箍3、紧箍螺栓4、螺栓承台5及紧箍螺母6。所述的空腔管形密封环2外套到相连接的两根水泥管1的端头，两根水泥管1的端面要紧挨靠到空腔管形密封环2的空腔管2.1的管壁上，再将二条或多条不锈钢带形扣箍3分别捆绑在空腔管形密封环2的两侧翼片2.2上，用紧箍螺栓4穿过螺栓承台5拧进紧箍螺母6中并拧紧拧牢。

上述的水泥管1是指直径大于φ1000mm以上的钢筋混凝土管或予应力钢筋混凝土管，其可用于上水管道、污水管道、涵洞管道、地下圆形管道隧道。

上述的空腔管形密封环2是个圆形环，中间有个空腔管2.1，空腔管2.1的断面可是圆形或椭圆形，空腔管2.1壁的两侧各有一个翼片2.2，翼片2.2是圆环形管状，其内径与所要连接的水泥管1的外径相同或稍有负差，以保证其套接水泥管1时相互之间不出现孔缝间隙而对密封不利，翼片2.2的内侧设有若干条密封齿条2.3，以保证在扣箍的捆绑下实现很好密封，翼片2.2的外边缘凸起一个档台2.4，用来挡住和定位扣箍板带的。空腔管形密封环2是本发明的柔性连接方法关键部件，其规格尺寸是根据管道的直径与工作压力确定的，其所选用的材料一定是能满足强度要求和具有很好弹性与伸缩性的材料，其材质是根据管道内介质的性质、工作压力、温度等有关条件来选用的。

上述的不锈钢带形扣箍3是条带形的薄板，是用来捆绑空腔管形密封环2与水泥管1牢固密封连接用的。所以它可以围绕水泥管1的外形弯绕成圆弧形，不锈钢带形扣箍3的板带宽度与厚度是根据水泥管1的外径、管内介质的工作压力来决定的，每个不锈钢带形扣箍3是由二条或多条板带所组成，直径大的管道就要有多几条不锈钢带形扣箍3板带组合而成，它们之间是靠紧箍螺栓4来相互连接的，每条不锈钢带形扣箍3板带的一端焊有螺栓承台5，其上有个穿透的螺栓孔供紧箍螺栓4串连用，不锈钢带形扣箍3板带的另一端焊有紧箍螺母6与紧箍螺栓4相连接。在焊有螺栓承台5的一端，板带要向前延长不少于100mm长的接缝过渡衬板，该衬板安装时伸入到带有紧箍螺母6的一端下面，以保证在紧箍螺栓4拧紧连接时，其接缝处的密封环翼片2.2也能完全被密封压实，不锈钢带形扣箍3通常是用不锈钢板制成，当管道的工作环境有特殊要求时，也可以用其它强度可靠的材料制成。

上述的紧箍螺栓4的长度、根数、直径与螺距是根据管道1的直径及管道1内介质的工作压力来计算确定的，紧箍螺栓4的材质通常是选用不锈钢，特殊情况下要与扣箍所选用的材质相同。

上述的管道柔性连接方法的结构，也可以应用到玻璃钢管、铸铁管、钢芯塑料管等各种材质的刚性管道的连接上。

上述如此结构构成的本发明大直径水泥管道的柔性连接装置，对现今同行业的技术人员来说均具有许多可取之处，而确实具有技术进步性。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述提示的技术内容加以变更或修饰为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1、一种大直径水泥管道的柔性连接装置，其特征是通过不锈钢带形扣箍(3)捆绑空腔管形密封环(2)来实现柔性连接的，其连接结构包括水泥管(1)、空腔管形密封环(2)、不锈钢带形扣箍(3)、紧箍螺栓(4)、螺栓承台(5)及紧箍螺母(6)，将空腔管形密封环(2)外套到相连接的两根水泥管(1)的端头，两根水泥管(1)的端面要紧挨靠到空腔管形密封环(2)中间的空腔管(2.1)的管壁上，再将二条或多条不锈钢带形扣箍(3)分别捆绑在空腔管形密封环(2)的两侧翼片(2.2)上，用紧箍螺栓(4)穿过螺栓承台(5)拧进紧箍螺母(6)中并拧紧拧牢。

2、根据权利要求1所述的大直径水泥管道的柔性连接装置，其特征在于其中所述的水泥管(1)是指直径大于φ1000mm的钢筋混凝土管或预应力钢筋混凝土管。

3、根据权利要求1所述的大直径水泥管道的柔性连接装置，其特征在于其中所述的空腔管形密封环(2)是个圆形环，中间是个空腔管(2.1)，空腔管(2.1)的断面是圆形或椭圆形，空腔管(2.1)壁的两侧各有一个翼片(2.2)，翼片(2.2)是圆环形管状，其内径与所要连接的水泥管(1)外径相同或稍有负差，翼片(2.2)内侧设有多条密封齿条(2.3)，翼片(2.2)外边沿凸起一个挡台(2.4)，空腔管形密封环(2)是用天然橡胶或合成橡胶制成。

4、根据权利要求1所述的大直径水泥管道的柔性连接装置，其特征在于其中所述的不锈钢带形扣箍(3)是带形的薄板，是可以自由弯绕的柔性板带，不锈钢带形扣箍(3)是由二条或多条组成，管径大的要用多几条不锈钢带形扣箍(3)组合，每条不锈钢带形扣箍(3)板带一端焊有一个螺栓承台(5)，承台(5)上设有穿透的螺栓孔，不锈钢带形扣箍(3)板带的另一端焊有一个紧箍螺母(6)，焊有螺栓承台(5)的一端板带要留一段不少于100mm的接缝过渡衬板，安装时被压在紧箍螺栓(4)对接处的板带下边，以保证全面压紧空腔管形密封环(2)的翼片(2.2)，实现密封，不锈钢带形扣箍(3)是用不锈钢或其它强度可靠的材料制作。

5、根据权利要求1所述的大直径水泥管道的柔性连接装置，其特征在于其中所述的连接结构与方法，也可以应用到玻璃钢管、铸铁管或其它刚性管道的连接上。